全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45卷 第 8期 2014年 4月

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文殊兰种子中总生物碱提取方法的比较
于 淼 1, 2, 3
1. 哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究中心，黑龙江 哈尔滨 150076
2. 国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心，黑龙江 哈尔滨 150076
3. 哈尔滨商业大学药物研究所博士后科研流动站，黑龙江 哈尔滨 150076
摘 要：目的 探讨提取文殊兰 Crinum asiaticum种子中总生物碱的最佳提取方法以及工艺条件。方法 以文殊兰种子为原
料，采用超声和加热回流 2种提取方法提取文殊兰种子中的总生物碱。结果 响应曲面法优化结果表明，超声波法超声时间
47 min，超声温度 58 ℃，超声功率 600 W，乙醇体积分数为 95%，料液比 1∶6，提取 3次，提取总生物碱得率 0.435 7%；
加热回流法提取时间 2.5 h，提取温度 84 ℃，料液比 1∶9，乙醇体积分数为 95%，提取 3次，提取总生物碱得率 0.449 4%。
结论 综合考虑总生物碱提取率、操作方法、除杂难易程度等因素，选用加热回流提取文殊兰种子中总生物碱较理想。
关键词：文殊兰；总生物碱；超声波提取；加热回流提取；响应曲面法
中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)08 - 1089 - 07
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.08.010
Comparison on extracting methods of total alkaloids in Crinum asiaticum seeds
YU Miao1, 2, 3
1. Center of Life Science and Environmental Science, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China
2. Engineering Research Center of Natural Anti-tumor Drugs, Ministry of Education, Harbin 150076, China
3. Post-doctoral Research Center of Drugs Research Institute, Harbin Commecial University, Harbin 150076, China
Abstract: Objective To optimize the extracting methods and technology for total alkaloids from the seeds of Crinum asiaticum.
Methods Ultrasonic extraction and reflux extraction were used to extract the total alkaloids from the seeds of C. asiaticum. Results
The two results showed that the extracting rate of alkaloids by ultrasonic extraction was 0.435 7% under ultrasonic temperature of
58 ℃, ultrasonic time of 47 min, ultrasonic power of 600 W, percentage of ethanol volume of 95%, solid-liquid ratio of 1∶6, and
extraction for three times. Additionally, the extracting yield of alkaloids by reflux extraction was 0.449 4% under extraction
temperature of 84 ℃, extraction time of 2.5 h, solid-liquid ratio of 1∶9, percentage of ethanol volume of 95%, and extraction for three
times. Conclusion Considering the extracting rate of alkaloids, operating methods, and the difficulty of removing impurity, the heating
reflux extraction is an ideal method for total alkaloids extracting from the seeds of Crinum asiaticum.
Keywords：Crinum asiaticum L.; total alkaloids; ultrasonic extraction; heating reflux extraction; response surface methodology

文殊兰Crinum asiaticum L. 全植株含有生物碱
（主要是石蒜碱[1]）、氨基酸、多糖、黄酮类等多种
化学成分，目前报道其鳞茎中生物碱的量最高，近
年来从西南文殊兰中分离得到石蒜碱、小星蒜碱、
文殊兰胺、朱顶红定碱、西南文殊兰芬碱等多种生
物碱。研究报道，文殊兰属植物具有抗菌、抗病毒、
抗疟疾、抗癌、抑制蛋白质和 DNA的合成、抗炎、
抗过敏、抑制乙酰胆碱酯酶、镇痛、镇静作用[2-3]，
对子宫和肠平滑肌以及心血管系统也产生作用[4-5]。
目前国内外对文殊兰的研究主要集中在抗肿瘤药物
的开发，抗病毒作用机制的研究，新型抗炎、抗寄
生虫药物研发，药动学及多成分配伍作用研究 4个
方面，其中只有抗肿瘤药物开发的研究较为成熟，
其余方面研究均未取得突破性进展。

收稿日期：2013-12-06
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81274067）；黑龙江省自然科学基金资助项目（D201126）；黑龙江省教育厅科技项目（1211135）；教
育部科学技术研究重点项目（211045）；教育部博士点基金项目（20112332110003）；黑龙江省教育厅科技重点项目（12511z011）；
哈尔滨市青年科技创新人才专项资金（2013RFQXJ150）
作者简介：于 淼（1982—），男，博士，研究方向为抗肿瘤药理。E-mail: yumiao913@163.com
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本实验对乙醇溶剂加热回流法[6]和超声波提取
文殊兰种子中总生物碱进行比较，超声波是利用超
声波具有的机械效应、空化效应、热效应和次级效
应，如乳化、扩散、击碎、化学效应等，这些作用
也促进了提取物（乳化物）中有效成分的溶解[7-10]。
如超声提取药材中的小檗碱，与常规的煎煮、浸泡
提取法相比，超声的空化作用大大加速了小檗碱成
分的提取速度，还很好地保持了生物碱的特性和品
质，同时也提高了小檗碱成分的提取率[11]。最后通
过响应曲面分析法（RSM）确定最佳提取工艺条件。
本研究旨在通过 RSM 来获得文殊兰种子中总生物
碱的最佳提取方法以及工艺参数，为新药研发奠定
一定的理论基础。
1 仪器与材料
SRC—5超声波提取机，型号 THC—5B，超声
功率 1 000 W，40%～100%可调，超声频率 28 kHz，
时间设定 0～199 min，超声温度为室温至 80 ℃可
调，上海四瑞仪器有限公司；三用紫外灯，上海康
禾光电仪器有限公司；EYELA SB—2000旋转蒸发
仪，东京理化器械株式会社；BS110S型电子分析天
平，北京塞多利斯天平有限公司；烘箱 DHG—
9140A、数显恒温水浴锅、真空干燥箱DZF—6030A，
上海一恒科技仪器有限公司。
文殊兰新鲜种子购于海南，经黑龙江省药品检
验所王清华教授鉴定为石蒜科文殊兰属植物文殊兰
Crinum asiaticum L. 的成熟新鲜种子，切片阴干，
粉碎，过 20～30目筛，备用。
95%乙醇、浓盐酸、氨水、二氯甲烷、甲醇、
无水乙醇等试剂均为国产分析纯。
2 方法与结果
2.1 工艺流程
准确称取一定质量（W）的文殊兰种子干燥粉
末，采用超声法和加热回流法分别提取总生物碱，
然后减压浓缩，回收乙醇得到浸膏，将浸膏用水浓
缩至一定体积，用 1% HCl调节 pH值至 4，减压抽
滤得到酸水液，再用NH3·H2O调节溶液 pH值至 10，
静置后用二氯甲烷萃取至无生物碱反应，合并萃取
液浓缩后得到总生物碱提取物浸膏，称质量（M），
计算得率（得率＝M / W）[12]。
2.2 超声提取总生物碱
2.2.1 单因素实验 准确称取文殊兰种子干燥粉末
100 g，分别考察超声时间（10、20、30、40、50、
60 min）、超声温度（20、30、40、50、60、70 ℃）、
超声功率（400、500、600、700、800、900 W）和
乙醇体积分数（75%、80%、85%、90%、95%、100%）
对文殊兰种子总生物碱提取率的影响。在考察其中
1项因素时其他 3项因素以 50 min、50 ℃、500 W、
95%为条件，其中料液比为 1∶6。依次记录数据并
计算总生物碱得率。
不同超声时间提取文殊兰种子中总生物碱得率
分别为 0.388 0%、0.406 7%、0.420 5%、0.430 5%、
0.429 8%、0.410 4%。随着提取时间的延长，总生
物碱的得率先迅速升高又逐渐降低，在 40 min时达
到最大值，随后总生物碱得率明显下降，这可能是
随着时间的延长，可溶性成分溶出越多，使得提取
液黏度增大，另外超声处理时间过久，文殊兰种子
中总生物碱在超声波的剪切作用下发生结构破坏较
严重。因此提取时间不应太长，时间的考察范围确
定为 30～50 min为宜。
不同超声温度提取文殊兰种子中总生物碱得率
分别为 0.360 5%、0.386 7%、0.400 3%、0.422 3%、
0.445 8%、0.420 1%。总生物碱得率随着温度的升
高先逐渐升高，当温度达到 60 ℃时，总生物碱提
取率达到最大值，后又逐渐降低。这可能是随着超
声温度的升高，气泡中的蒸气压开始增加，空化强
度就会增大，从而加快了生物碱的浸出。因此，超
声温度的考察范围确定为 50～70 ℃为宜。
不同超声功率提取文殊兰种子中总生物碱得率
分别为 0.428 0%、0.432 7%、0.440 9%、0.420 5%、
0.409 8%、0.389 7%。随超声功率的增大，文殊兰
种子中总生物碱提取率先增大后减小，当功率达到
600 W时，提取率达到最大值。这主要是由于当功
率增大时，对植物细胞破碎作用加大，加速有效成
分的溶解，同时可以加快水循环，强化传质，这也
有利于生物碱的浸出。但随着超声功率的增大，某
些生物碱的结构可能遭到破坏，从而影响提取率。
因此，超声功率考察范围确定为 500～700 W为宜。
不同乙醇体积分数超声提取文殊兰种子中总生
物碱得率分别为 0.408 0%、0.416 7%、0.420 5%、
0.428 8%、0.430 5%、0.421 4%。随着乙醇体积分数
的增加，文殊兰种子中总生物碱得率先迅速增加，
然后又下降，当乙醇体积分数超过 75%时，总生物
碱得率增加较快，这可能是由于水溶性生物碱的溶
出量导致，当乙醇浓度高于 85%时，水溶性生物碱
的溶出减少但是脂溶性的生物碱剧增，乙醇体积分
数为 95%时提取率开始下降，这可能是水溶性生物
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碱的溶出减少所致，考虑到水溶性杂质溶出相对较
少，故宜选择体积分数较大的乙醇进行提取，故乙
醇体积分数的考察范围确定为 85%～95%。
2.2.2 响应曲面优化试验 在单因素试验的基础
上，对影响文殊兰总生物碱超声提取的主要因素进
行 Box-Behnken试验进行设计，优化超声提取文殊
兰总生物碱的最佳提取工艺参数。
（1）Box-Behnken 设计试验与结果 根据单因
素试验的结果，选取超声时间（X1，30、40、50 min）、
超声温度（X2，50、60、70 ℃）、超声功率（X3，
500、600、700 W）以及乙醇体积分数（X4，85%、
90%、95%）为自变量，以文殊兰总生物碱的提取
率（Y）为响应值（因变量），建立回归方程并进行
分析与检验，设计实验方案及总生物碱提取率实验
结果见表 1，在单因素基础上共有 29个试验点，24
个分析点，5 个零点以估计误差。分析点为析因试
验，零点为中心试验。
（2）回归方程及显著性检验：为了考察各因素
表 1 Box-Behnken 设计试验及结果 (超声提取)
Table 1 Box-Behnken test design and results (ultrasonic extraction)
试验号 X1 / min X2 / ℃ X3 / W X4 / % Y / % 试验号 X1 / min X2 / ℃ X3 / W X4 / % Y / %
1 30 (−1) 50 (−1) 600 (0) 90 (0) 0.372 5 16 40 (0) 70 (1) 700 (1) 90 (0) 0.387 5
2 50 (1) 50 (−1) 600 (0) 90 (0) 0.401 2 17 30 (−1) 60 (0) 500 (−1) 90 (0) 0.381 0
3 30 (−1) 70 (1) 600 (0) 90 (0) 0.398 7 18 50 (1) 60 (0) 500 (−1) 90 (0) 0.407 8
4 50 (1) 70 (1) 600 (0) 90 (0) 0.388 3 19 30 (−1) 60 (0) 700 (1) 90 (0) 0.377 4
5 40 (0) 60 (0) 500 (−1) 85 (−1) 0.398 2 20 50 (1) 60 (0) 700 (1) 90 (0) 0.398 5
6 40 (0) 60 (0) 700 (1) 85 (−1) 0.405 7 21 40 (0) 50 (−1) 600 (0) 85 (−1) 0.374 4
7 40 (0) 60 (0) 500 (−1) 95 (1) 0.422 2 22 40 (0) 50 (−1) 600 (0) 85 (−1) 0.389 0
8 40 (0) 60 (0) 700 (1) 95 (1) 0.437 8 23 40 (0) 50 (−1) 600 (0) 95 (1) 0.429 5
9 30 (−1) 60 (0) 600 (0) 85 (−1) 0.370 6 24 40 (0) 70 (1) 600 (0) 95 (1) 0.445 9
10 50 (1) 60 (0) 600 (0) 85 (−1) 0.413 2 25 40 (0) 60 (0) 600 (0) 90 (0) 0.426 7
11 30 (−1) 60 (0) 600 (0) 95 (1) 0.402 1 26 40 (0) 60 (0) 600 (0) 90 (0) 0.426 8
12 50 (1) 60 (0) 600 (0) 95 (1) 0.429 0 27 40 (0) 60 (0) 600 (0) 90 (0) 0.427 1
13 40 (0) 50 (−1) 500 (−1) 90 (0) 0.415 0 28 40 (0) 60 (0) 600 (0) 90 (0) 0.427 0
14 40 (0) 70 (1) 500 (−1) 90 (0) 0.412 4 29 40 (0) 60 (0) 600 (0) 90 (0) 0.426 5
15 40 (0) 50 (−1) 700 (1) 90 (0) 0.412 3

及其相互作用对超声提取工艺的影响，利用 Design-
Expert 8.05b（原版）对表 1的试验数据进行多元回
归拟合分析，得到文殊兰种子中总生物碱提取率
（Y）对超声时间（X1）、超声温度（X2）、超声功率
（X3）、乙醇体积分数（X4）的二次多项回归模型方
程 Y＝−2.140 53＋0.033 954 X1＋0.022 168 X2＋
1.134 20×10−3 X3＋0.015 532 X4－9.775 00×10−5
X1X2－1.425 00×10−6 X1X3－7.850 00×10−5 X1X4－
5.550 00×10−6 X2X3＋9.000 00×10−6 X2X4＋4.050 00×
10−6 X3X4－2.379 75×10−4 X12－1.299 75×10−4 X22－
9.360 00×10−7 X32－6.540 00×10−5 X42。
RSM法对模型进行显著性检验，见表 2，在对
回归系数的分析以及对回归方程的方差分析中，平
方和（R2）称为多元相关指数，也称决定系数，表
示用回归方程进行预测的可靠性；均方（Radj2）是
对回归方程式中变量过多的一种调整，R2 与 Radj2
接近 1，并且两者接近，表示回归方程效果好；t
检验为计算得到的 t 值如果大于 t 临界，表示回归效
果好；F检验为计算得到的 F如果大于 F 临界，表示
随机误差引起的波动较小，回归效果好；标准差（s）
的值小，表示回归效果比较好；P＜0.05 表示回归
方程或系数显著，回归效果比较理想，P＞0.05 表
示不显著，回归效果不好；残差为实际值和预测值
之差，残差服从以 0为均值的正态随机分布，则回
归效果好；失拟分析的原假设为回归方程没有失拟，
如果 P＞0.05，则回归方程没有失拟，拟合良好，
如果 P＜0.05，则回归方程失拟，即拟合欠佳。
（3）方差分析结果：由表 2可以看出超声时间
和乙醇体积分数的 P＜0.01，对提取率的影响极为
显著，超声温度和超声功率的 P＞0.05，为不显著
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表 2 回归方程显著性检验结果 (超声提取)
Table 2 Significance test results of regression equation (ultrasonic extraction)
项目 平方和 自由度 F值 P值 项目 平方和 自由度 F值 P值
模型 0.010 14 5.71 0.001 2 X3X4 1.640×10−5 1 0.13 0.728 3
X1 1.535×10−3 1 11.75 0.004 1 X12 3.673×10−3 1 28.13 0.000 1
X2 2.380×10−5 1 0.18 0.675 9 X22 1.096×10−3 1 8.39 0.011 7
X3 2.523×10−5 1 0.19 0.667 0 X32 5.683×10−4 1 4.35 0.055 8
X4 3.866×10−3 1 29.61 ＜0.000 1 X42 1.734×10−5 1 0.13 0.721 0
X1X2 3.822×10−4 1 2.93 0.109 2 残差 1.828×10−3 14
X1X3 8.123×10−6 1 0.062 0.806 7 失拟项 1.828×10−3 10 3 207.04 ＜0.000 1
X1X4 6.162×10−5 1 0.47 0.503 3 纯误差 2.280×10−7 4
X2X3 1.232×10−4 1 0.94 0.347 9 总误差 0.012 28
X2X4 8.100×10−7 1 6.203×10−3 0.938 3

因素。因此由表 2可知各因素对文殊兰中总生物碱
提取率影响程度大小依次为乙醇体积分数＞超声时
间＞超声功率＞超声温度。
（4）交互作用的影响：结合 Box-Behnken试验
设计方案及表 2中的回归方程显著性检验结果，研
究这 4个因素之间对总生物碱提取率的影响，做出
响应曲面图，根据二次方程模型分别做出试验因素
间交互作用的 3D响应曲面图，该模型方程的 P＜
0.05，表明此模型显著，回归效果较理想，由表 2
可知超声温度和乙醇体积分数为主要影响因素，超
声时间和超声功率为非主要影响因素，这 4个因素
之间的交互作用均较弱，结果见图 1。





图 1 4 因素交互作用对总生物碱提取率的影响 (超声提取)
Fig. 1 Four facrors interaction influence on extraction rate of total alkaloids (ultrasonic extraction)

2.3 加热回流提取总生物碱
2.3.1 单因素实验 准确称取文殊兰种子干燥粉末
100 g，分别考察提取时间（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、
3.0 h）、提取温度（70、75、80、85、90、95 ℃）、
料液比（1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9）
和乙醇体积分数（75%、80%、85%、90%、95%、
100%）对文殊兰种子总生物碱提取率的影响。在考
察其中 1 项因素时其他 3 项影响因素以 2.5 h、
85 ℃、1∶6、95%为条件，依次记录数据并计算总
生物碱得率。
不同提取时间下加热回流提取文殊兰种子总生
物碱得率分别为 0.190 2%、0.223 1%、0.313 0%、
0.389 4%、0.423 1%、0.416 7%。随着提取时间的升
高文殊兰总生物碱得率逐渐增加，2.5 h后得率逐渐
下降。这可能由于提取时间过长，热效应增大，生
物碱部分降解或异构化，从而导致提取率下降。所
0.46
0.42
0.38 0.38
0.42
0.46
0.38
0.42
0.46
提
取
率
/
%

提
取
率
/
%

提
取
率
/
%

65
55
45
35
650
550 35
45 93
X2 / ℃ X1 / min X3 / W X1 / min
35 87 X4 / % X1 / min
45
提
取
率
/
%

提
取
率
/
%

提
取
率
/
%
0.42
0.46
0.38 0.38
0.42
0.46
X3 / W X2 / ℃ X4 / % X2 / ℃ X4 / % X3 / W
0.46
0.42
650
550 55
65 65
0.38
87
93
55 550
650 93
87
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以提取时间考察范围定为 2.0～3.0 h。
不同提取温度下加热回流提取文殊兰种子中总
生物碱得率分别为 0.277 3%、0.344 4%、0.432 3%、
0.423 7%、0.387 6%、0.345 8%。随着温度逐渐升高，
提取率也逐渐变大，当温度到 80 ℃时，总生物碱
提取率达到最高，随温度继续升高，总生物碱的提
取率开始下降，可能因为文殊兰种子中某些生物碱
的稳定性不好，温度过高使其分解，从而导致提取
率的下降。所以提取温度考察范围定为 75～85 ℃。
不同料液比下加热回流提取文殊兰种子中总生
物碱得率分别为 0.378 9%、0.410 4%、0.422 9%、
0.440 8%、0.414 0%、0.400 3%。随着料液比的改变，
文殊兰总生物碱的得率改变不大，在误差允许范围
内，只要提取溶液能没过药材，提取率变化不大，
综合考虑经济环保以及浓缩方便等因素，所以将料
液比的考察范围定为 1∶5～1∶7。
不同乙醇体积分数加热回流提取文殊兰种子中
总生物碱得率分别为 0.312 1%、0.347 2%、0.399 3%、
0.425 7%、0.430 9%、0.401 1%。随着乙醇体积分数
的增加，文殊兰种子总生物碱得率逐渐增大，当
乙醇体积分数超过 95%时，总生物碱得率降低，可
能由于水溶性生物碱的溶出量减少导致得率降
低。所以提取溶剂的乙醇体积分数考察范围定为
90%～100%。
2.3.2 响应曲面优化试验 在单因素实验的基础
上，对影响文殊兰总生物碱提取的主要因素进行
Box-Behnken试验的 4因素 3水平设计，优化加热
回流提取的最佳提取工艺参数。
（1）Box-Behnken 设计试验与结果 根据单因
素实验结果，选取提取时间（X1，2.0、2.5、3.0 h）、
提取温度（X2，75、80、85 ℃）、料液比（X3，1∶
5、1∶6、1∶7）以及乙醇体积分数（X4，90%、95%、
100%）为自变量，文殊兰种子总生物碱的提取率（Y）
为响应值（因变量），建立回归方程并进行分析与检
验，设计实验方案及总生物碱提取率实验结果见表
3，选取优化结果中，在单因素基础上共有 29个试
验点。24个分析点，5个零点以估计误差。分析点
为析因试验，零点为中心试验。将得到的结果建立
以总生物碱提取率为响应值的回归方程，进行显著
性检验及方差分析，确保优化结果的准确性。
（2）回归方程及显著性检验：为了考察各因素
及其相互作用对加热回流提取工艺的影响，利用
Design-Expert 8.05b（原版）对表 3的实验数据进行
多元回归拟合分析，得到文殊兰种子中总生物碱提
取率（Y）对提取时间（X1）、提取温度（X2）、料液
比（X3）、乙醇体积分数（X4）的二次多项回归模型
方程：Y＝−23.381 91＋0.270 17 X1＋0.214 38 X2－
0.040 857 X3＋0.309 55 X4－1.380 00×10−3 X1X2＋
1.100 00×10−3 X1X3＋1.510 00×10−3 X1X4＋4.600 00×
10−3 X2X3＋1.086 00×10−3 X2X4－3.320 00×10−3

表 3 Box-Behnken 设计试验及结果 (加热回流提取)
Table 3 Box-Behnken test design and results (heating reflux extraction)
试验号 X1 / h X2 / ℃ X3 X4 / % Y / % 试验号 X1 / h X2 / ℃ X3 X4 / % Y / %
1 2.0 (−1) 75 (−1) 1∶6 (0) 95 (0) 0.301 4 16 2.5 (0) 85 (1) 1∶7 (1) 95 (0) 0.430 3
2 3.0 (1) 75 (−1) 1∶6 (0) 95 (0) 0.321 9 17 2.0 (−1) 80 (0) 1∶5 (−1) 95 (0) 0.391 0
3 2.0 (−1) 85 (1) 1∶6 (0) 95 (0) 0.420 9 18 3.0 (1) 80 (0) 1∶5 (−1) 95 (0) 0.402 1
4 3.0 (1) 85 (1) 1∶6 (0) 95 (0) 0.427 6 19 2.0 (−1) 80 (0) 1∶7 (1) 95 (0) 0.411 1
5 2.5 (0) 80 (0) 1∶5 (−1) 90 (−1) 0.377 8 20 3.0 (1) 80 (0) 1∶7 (1) 95 (0) 0.424 4
6 2.5 (0) 80 (0) 1∶7 (1) 90 (−1) 0.399 6 21 2.5 (0) 75 (−1) 1∶6 (0) 90 (−1) 0.300 1
7 2.5 (0) 80 (0) 1∶5 (−1) 100 (1) 0.401 1 22 2.5 (0) 85 (1) 1∶6 (0) 90 (−1) 0.299 8
8 2.5 (0) 80 (0) 1∶7 (1) 100 (1) 0.356 5 23 2.5 (0) 75 (−1) 1∶6 (0) 100 (1) 0.289 7
9 2.0 (−1) 80 (0) 1∶6 (0) 90 (−1) 0.403 1 24 2.5 (0) 85 (1) 1∶6 (0) 100 (1) 0.398 0
10 3.0 (1) 80 (0) 1∶6 (0) 90 (−1) 0.387 4 25 2.5 (0) 80 (0) 1∶6 (0) 95 (0) 0.438 0
11 2.0 (−1) 80 (0) 1∶6 (0) 100 (1) 0.387 9 26 2.5 (0) 80 (0) 1∶6 (0) 95 (0) 0.438 6
12 3.0 (1) 80 (0) 1∶6 (0) 100 (1) 0.387 3 27 2.5 (0) 80 (0) 1∶6 (0) 95 (0) 0.438 9
13 2.5 (0) 75 (−1) 1∶5 (−1) 95 (0) 0.420 9 28 2.5 (0) 80 (0) 1∶6 (0) 95 (0) 0.439 1
14 2.5 (0) 85 (1) 1∶5 (−1) 95 (0) 0.430 2 29 2.5 (0) 80 (0) 1∶6 (0) 95 (0) 0.438 7
15 2.5 (0) 75 (−1) 1∶7 (1) 95 (0) 0.329 0
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45卷 第 8期 2014年 4月

·1094·
X3X4－0.060 787 X12－2.089 37×10−3 X22－1.709 17×
10−3 X32－1.996 87×10−3 X42。RSM法对模型进行显
著性检验见表 4。
（3）方差分析结果：由表 4可以看出提取温度
P＜0.001，对提取率的影响极为显著，提取时间、
料液比和乙醇体积分数的 P＞0.05 为较不显著因
素，因此由表 4可知各因素对文殊兰中总生物碱提
取率影响程度大小依次为提取温度＞料液比＞乙醇
体积分数＞提取时间。
（4）交互作用的影响：结合 Box-Behnken试验
设计方案及表 4中的回归方程显著性检验结果，研
究这 4个因素之间对总生物碱提取率的影响，做出
响应曲面图，根据二次方程模型分别做出试验因素
间交互作用的 3D 响应曲面图，该模型方程的 P＜
0.05，表明此模型显著，回归效果较理想，由表 4
可知提取温度为主要影响因素，提取时间、料液比
和乙醇体积分数为次要影响因素，这 4个因素之间
的交互作用均较弱，结果见图 2。
表 4 回归方程显著性检验结果 (加热回流提取)
Table 4 Significance test results of regression equation (heating reflux extraction)
项目 平方和 自由度 F值 P值 项目 平方和 自由度 F值 P值
模型 0.053 14 4.86 0.002 8 X3X4 1.102×10−3 1 1.40 0.255 8
X1 1.038×10−4 1 0.13 0.721 5 X12 1.498×10−3 1 1.91 0.188 8
X2 0.016 1 20.91 0.000 4 X22 0.018 1 22.54 0.000 3
X3 4.344×10−4 1 0.55 0.469 3 X32 1.895×10−5 1 0.024 0.878 8
X4 2.314×10−4 1 0.29 0.595 7 X42 0.016 1 20.59 0.000 5
X1X2 4.761×10−5 1 0.061 0.809 1 残差 0.011 14
X1X3 1.210×10−6 1 1.541×10−3 0.969 2 失拟项 0.011 10 6 353.13 ＜0.000 1
X1X4 5.700×10−5 1 0.073 0.791 5 纯误差 6.920×10−7 4
X2X3 2.116×10−3 1 2.70 0.122 9 总误差 0.064 28
X2X4 2.948×10−3 1 3.76 0.073 1





图 2 4 因素交互作用对生物碱提取率的影响 (加热回流提取)
Fig. 2 Four facrors of interaction influence on extraction rate of total alkaloids (heating reflux extraction)

2.4 超声提取和回流提取结果比较
2.4.1 超声提取结果 运用 Box-Behnken中心组合
设计在单因素试验基础上对超声提取的超声时间、
超声温度、超声功率、乙醇体积分数 4个因素 3水
平的实验模型，建立回归方程。以 RSM 对实验结
果进行分析，对文殊兰中总生物碱的提取工艺进行
优化，得到最优提取工艺条件：提取时间 46.91 min、
提取温度 58.05 ℃、超声功率 603.7 W、乙醇体积
分数为 95%，总生物碱的最高提取率为 0.437 4%。
为便于实际操作，将条件确定为提取时间 47 min、
0.46
0.42
提
取
率
/
%

提
取
率
/
%

提
取
率
/
%

提
取
率
/
%

提
取
率
/
%

提
取
率
/
%

0.38
0.34
X2 / ℃ X1 / h
0.45
0.43
0.41
0.39
0.44
0.40
0.36
0.46
0.42
0.38
0.34
0.45
0.35
0.25
0.46
0.42
0.38
0.34
2.2
83 2.8
77
X3
X3
X4 / %
X4 / % X1 / h
X2 / ℃ X4 / %
X1 / h
X3 X2 / ℃
6.5 98
92 5.5 2.2
2.8
2.2
5.5
6.5
77
83 83
77 5.5
6.5
92
98 98
92
2.8
0.30
0.30
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·1095·
提取温度 58 ℃、超声功率为 600 W、乙醇体积分
数为 95%，为了检验方法预测的结果，用修正后的
条件重复实验 3次，文殊兰种子总生物碱得率分别为
0.435 4%、0.436 2%、0.445 5%，平均得率为 0.435 7%，
与理论值较为一致，表明优选工艺提取效果较为理
想。同时，根据响应面图分析影响因素的交互作用
的顺序为乙醇体积分数＞超声时间＞超声温度＞超
声功率。
2.4.2 加热回流提取结果 运用 Box-Behnken中心
组合设计在单因素基础上对加热回流提取的提取时
间、提取温度、料液比、乙醇体积分数 4 个因素 3
水平的实验模型，建立回归方程。以 RSM 对实验
结果进行分析，对文殊兰中总生物碱的提取工艺进
行优化，得到最优提取工艺条件为提取时间 2.51 h、
提取温度 84.82 ℃、料液比 1∶9、乙醇体积分数为
94.05%，总生物碱的最高提取率为 0.460 7%。为便
于实际操作，将条件修定为提取时间 2.5 h、提取温
度 85 ℃、料液比 1∶9、乙醇体积分数为 95%，为
了检验方法预测的结果，用修正后的条件重复实验
3次，总生物碱得率分别为 0.450 1%、0.448 6%、
0.449 5%，平均得率为 0.449 4%，与理论值较为一
致，表明优选工艺提取效果较为理想。同时，根据
响应面图分析影响因素的交互作用的强弱顺序为提
取温度＞料液比＞乙醇体积分数＞提取时间。
3 讨论
超声提取虽然具有提取效率高、提取时间短、
提取温度低、提取简单易行等特点，但是实验证明
超声提取文殊兰种子中总生物碱的效率不及加热回
流提取，主要原因是干扰性杂质较多，如黄酮、酰
胺类化合物，从而使实验的后续除杂过程较复杂，
这可能是由于文殊兰种子中化学成分复杂，超声提
取过程中黄酮类及酰胺类化合物更易溶出。所以在
提取文殊兰种子中总生物碱时，综合考虑总生物碱
提取率、操作方法、除杂难易程度等因素，选用加
热回流提取较理想。
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